Pipephase95培訓(xùn)講義課件

1PipePhase9.5關(guān)于管網(wǎng)收斂問(wèn)題1432軟件運(yùn)行及結(jié)果輸出模型介紹流體壓降及熱力學(xué)計(jì)算5實(shí)例分析6軟件概述及應(yīng)用培訓(xùn)目錄.1PipePhase9.5關(guān)于管網(wǎng)收斂問(wèn)題1432軟件運(yùn)行2第1章軟件概述及應(yīng)用PipePhase9.5.2第1章軟件概述及應(yīng)用PipePhase9.5.3PipePhase9.5軟件介紹：PIPEPHASE軟件是世界知的穩(wěn)態(tài)多相流模擬軟件，包括PipePhase、NetOpt、Tacite三部分。該軟件包括35個(gè)油田常用的各種管件（管線、入口和出口、彎管、三通、管嘴、大小頭、文丘里、孔板等）、閥門(mén)（球閥、閘閥、角閥、碟閥、底閥、止回閥等）和設(shè)備（泵、壓縮機(jī)、節(jié)流閥、加熱冷卻、調(diào)節(jié)閥、分離器等），可以對(duì)油氣生產(chǎn)、油氣集輸和油氣處理的全過(guò)程進(jìn)行模擬和優(yōu)化。主要應(yīng)用：

油氣生產(chǎn)和輸送系統(tǒng)；天然氣傳輸和分配管線；化工流體管道網(wǎng)絡(luò)；傳輸管線的傳熱分析；管線尺寸設(shè)計(jì)；節(jié)點(diǎn)分析；水合物生成分析；油氣田的生產(chǎn)規(guī)劃和資產(chǎn)管理研究；注蒸汽（水）網(wǎng)絡(luò)；氣舉分析；公用工程網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用單位：

自八十年代末該軟件進(jìn)入中國(guó)后，先后已被大慶院、遼河院、勝利院、河南院、華北院、大港院、青海院等多家單位引進(jìn)，應(yīng)用效果非常顯著。1.1軟件簡(jiǎn)介.3PipePhase9.5軟件介紹：主要應(yīng)用：應(yīng)用單位：14PipePhase9.5油井模擬計(jì)算氣體管線計(jì)算近海管線模擬計(jì)算長(zhǎng)輸管線計(jì)算1.1軟件簡(jiǎn)介.4PipePhase9.5油井模擬計(jì)算氣體管線計(jì)算近海管線5PipePhase9.5天然氣-凝析油管網(wǎng)模擬計(jì)算地面匯流管網(wǎng)模擬計(jì)算1.1軟件簡(jiǎn)介.5PipePhase9.5天然氣-凝析油管網(wǎng)模擬計(jì)算地面匯6PipePhase9.5水合物模擬計(jì)算改變管網(wǎng)布局采油模擬計(jì)算1.1軟件簡(jiǎn)介.6PipePhase9.5水合物模擬計(jì)算改變管網(wǎng)布局采油模71.2軟件結(jié)構(gòu)和界面PipePhase9.5.71.2軟件結(jié)構(gòu)和界面PipePhase9.5.8PipePhase9.51.2軟件結(jié)構(gòu)和界面.8PipePhase9.51.2軟件結(jié)構(gòu)和界面.9PipePhase9.51.2軟件結(jié)構(gòu)和界面.9PipePhase9.51.2軟件結(jié)構(gòu)和界面.10PipePhase9.5新建打開(kāi)已有模擬導(dǎo)入關(guān)鍵字文件存盤(pán)運(yùn)行瀏覽輸出文件打印添加source添加sink添加結(jié)點(diǎn)添加計(jì)算器定義水合物選擇單位選擇組件PVT選項(xiàng)設(shè)置計(jì)算方法全局缺省定義優(yōu)化數(shù)據(jù)放大選定區(qū)域縮小顯示整個(gè)流程重新生成流程圖查找1.2軟件結(jié)構(gòu)和界面.10PipePhase9.5新建添加source選擇單位放11PipePhase9.51.2軟件結(jié)構(gòu)和界面.11PipePhase9.51.2軟件結(jié)構(gòu)和界面.12PipePhase9.51.3修改/自定義單位集軟件中包括四種單位制，分別為石油單位制、英標(biāo)、米制單位制和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位制。且在使用中可以按使用要求對(duì)個(gè)別單位進(jìn)行更改。.12PipePhase9.51.3修改/自定義單位集軟件13PipePhase9.51.3修改/自定義單位集.13PipePhase9.51.3修改/自定義單位集.14PipePhase9.5第2章模型介紹.14PipePhase9.5第2章模型介紹.15PipePhase9.52.1流體模型分類非組分模型和組分模型.15PipePhase9.52.1流體模型分類非組分模型16PipePhase9.52.1流體模型分類計(jì)算組分模型時(shí)軟件將其當(dāng)作已知組分的化學(xué)混合物處理。PIPEPHASE將自動(dòng)計(jì)算相態(tài)分離的問(wèn)題。非組分模型氣體和液體是單相的，黑油是液體占主體的兩相模型，凝析油是氣體占主體的兩相模型，水蒸氣的單一組分的兩相模型。.16PipePhase9.52.1流體模型分類17PipePhase9.52.2非組分流體模型非組分流體模型黑油單相液體單相

氣體凝析油蒸汽每個(gè)相需要定義密度，Requires

density

(gravity)

of

each

phase其它物性通過(guò)經(jīng)驗(yàn)方程計(jì)算——粘度Viscosity——壓縮因子Cornpre臼ibility

factor

(z-factor).17PipePhase9.52.2非組分流體模型非組分流18PipePhase9.5黑油模型是行業(yè)常用的多相流模型一通過(guò)油氣水比重和在標(biāo)況下氣液相體積比來(lái)計(jì)算流體性質(zhì)，實(shí)際工況下的氣液相比則通過(guò)關(guān)聯(lián)模型計(jì)算。黑油模型黑油模型假設(shè)條件：一在標(biāo)況下的液相在所有條件下均保持液相一標(biāo)況下分離出的氣相則可以氣相和溶解在液相兩種方式存在一通常對(duì)AP

I

<45的原油適用2.2非組分流體模型.18PipePhase9.5黑油模型是行業(yè)常用19PipePhase9.5兩點(diǎn)粘度Two-point

liquid

viscosity

(optional)氣相雜質(zhì)Gas

contaminants：嶼，C02,H2S

(optional)，適用范圍：油氣水三相油氣兩相

C

water

cut=O

)油水兩相（氣油比＝0

)輸入數(shù)據(jù)Input

data油氣水三相密度2.2非組分流體模型.19PipePhase9.5兩點(diǎn)粘度，適用范圍：輸入數(shù)據(jù)20PipePhase9.5單相液體模型2.2非組分流體模型.20PipePhase9.5單相液體模型2.2非組分流體21PipePhase9.5單相液體模型需要輸入的數(shù)據(jù)2.2非組分流體模型.21PipePhase9.5單相液體模型需要輸入的數(shù)據(jù)2.22PipePhase9.5單相氣體模型2.2非組分流體模型.22PipePhase9.5單相氣體模型2.2非組分流體23PipePhase9.5氣體凝析油模型2.2非組分流體模型什么是氣體凝析油模型？—在工作的溫度壓力下氣體會(huì)發(fā)生凝析，管道中是氣液兩相流動(dòng)—該模型假設(shè)在低于露點(diǎn)壓力時(shí)沒(méi)有液相，凝析油密度恒等

于其在標(biāo)況下的密度—凝析油的露點(diǎn)壓力，氣油相質(zhì)量分率，表面張力通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。適用范圍：輕油API>45.23PipePhase9.5氣體凝析油模型2.2非組分流24PipePhase9.52.2非組分流體模型.24PipePhase9.52.2非組分流體模型.25PipePhase9.5蒸汽模型2.2非組分流體模型.25PipePhase9.5蒸汽模型2.2非組分流體模型26PipePhase9.5組分模型明確知道各組分的性質(zhì)時(shí)采用2.3組分流體模型.26PipePhase9.5組分模型明確知道各組分的性質(zhì)時(shí)27PipePhase9.52.3組分流體模型自定義流體性質(zhì).27PipePhase9.52.3組分流體模型自定義流體28PipePhase9.52.3組分流體模型.28PipePhase9.52.3組分流體模型.29PipePhase9.52.3組分流體模型輸入流體組分參數(shù).29PipePhase9.52.3組分流體模型輸入流體組30PipePhase9.52.3組分流體模型.30PipePhase9.52.3組分流體模型.31PipePhase9.5第3章流體壓降及熱力學(xué)計(jì)算.31PipePhase9.5第3章流體壓降及熱力學(xué)計(jì)算.32PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇壓降相關(guān)式的選擇在GlobalDefaults中設(shè)置.32PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇壓降相33PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇水平管：BB、BBM、BBMHB、MB、MBE、EF、DF、DEF、OLIM上傾管：BB、BBM、BBMHB、MB、MBE、

ANSA、EF、DF、DEF、OLIM下傾管：BB、BBM、BBMHB、MB、MBE、EF、DF、DEF、OLIM立管：ORK、HB、HBBB、AZIZ、ANGEL、GRYM、GRAY

多相流計(jì)算中水平管、上傾管、下傾管和立管都有自己合適的壓降計(jì)算公式.33PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇水平管34PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇.34PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇.35PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇.35PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇.36PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇.36PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇.37PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇.37PipePhase9.53.1壓降計(jì)算式的選擇.38PipePhase9.53.2熱力學(xué)計(jì)算方法選擇熱力學(xué)計(jì)算方法的選擇注：只有組分模型才需要選擇熱力學(xué)計(jì)算狀態(tài)方程.38PipePhase9.53.2熱力學(xué)計(jì)算方法選擇熱力39PipePhase9.53.2熱力學(xué)計(jì)算方法選擇壓降公式的選擇.39PipePhase9.53.2熱力學(xué)計(jì)算方法選擇壓降40PipePhase9.5第4章軟件運(yùn)行及結(jié)果輸出.40PipePhase9.5第4章軟件運(yùn)行及結(jié)果輸出.41PipePhase9.54.1模擬環(huán)境介紹該軟件中包括眾多設(shè)備，通過(guò)設(shè)備的選擇和參數(shù)的設(shè)置可以滿足各種計(jì)算要求。.41PipePhase9.54.1模擬環(huán)境介紹該軟件中包42PipePhase9.54.1模擬環(huán)境介紹.42PipePhase9.54.1模擬環(huán)境介紹.43PipePhase9.54.2結(jié)果輸出查閱輸出報(bào)告主要包括以下兩種：（1）運(yùn)行完成后點(diǎn)擊菜單欄中

的ViewPFDOutput；（2）EXCEL輸出并進(jìn)行查看.43PipePhase9.54.2結(jié)果輸出查閱輸出報(bào)告主44PipePhase9.54.2結(jié)果輸出.44PipePhase9.54.2結(jié)果輸出.45PipePhase9.54.2結(jié)果輸出.45PipePhase9.54.2結(jié)果輸出.46PipePhase9.54.2結(jié)果輸出.46PipePhase9.54.2結(jié)果輸出.47PipePhase9.5第5章實(shí)例分析.47PipePhase9.5第5章實(shí)例分析.48PipePhase9.5例1組分模型計(jì)算20km管道的溫降與壓降組分名稱摩爾百分?jǐn)?shù)%H2S5.4C12C214.3C316.3IC42.9NC48.6IC53.1NC52.9NC64.1NC74.5NC84NC92NC102NC1120NC207.9單位使用metric制壓降計(jì)算選用全局缺省里的BBM內(nèi)徑缺省值選用圓整值20寸熱傳遞缺省設(shè)置熱導(dǎo)系數(shù)缺省設(shè)置土壤熱傳遞設(shè)置熱動(dòng)力學(xué)方法選用SRK方程起點(diǎn)壓力7400kpa，74℃高程變化400m要求：.48PipePhase9.5例1組分模型計(jì)算20km管道49例2近海天然氣凝析油傳輸管線PipePhase9.5問(wèn)題描述：

近海生產(chǎn)的濕天然氣通過(guò)32in管子輸送至海岸，天然氣通過(guò)調(diào)壓平臺(tái)，使之分離和壓縮，然后重新和凝析油混合輸送到目的地。完成目標(biāo)：（1）計(jì)算海岸流體溫度、壓力、氣液比和總的液體持液量。（2）產(chǎn)生相包絡(luò)線圖和水合物曲線，假設(shè)海底平均溫度為10℃，通過(guò)軟件點(diǎn)到點(diǎn)的水合物預(yù)測(cè)來(lái)確定是否形成水合物。.49例2近海天然氣凝析油傳輸管線PipePhase9.550PipePhase9.5例2近海天然氣凝析油傳輸管線.50PipePhase9.5例2近海天然氣凝析油傳輸管線51PipePhase9.5管道信息insideDiameter30.5inchswallthickness19.05milimetersinsulationthickness1.8inchespiperoughness0.056milimeters傳熱信息waterT10℃NormalWaterVelocity5km/hInsulationConductivity0.4Btu/ft·h·F流體組成Fluidrate106kg/h成分Mole%H2O0.06N20.19CO22.07C187.18C24.93C32.98i-C40.54n-C40.69i-C50.29n-C50.2n-C60.3n-C70.57備注：（1）為了壓降和持液率的計(jì)算，選擇Beggs和Brill-Moody關(guān)系式；（2）因垂直管路沒(méi)有保溫，對(duì)空氣和水的熱損失傳遞系數(shù)分別為0.25Btu/ft·h·F和1.6Btu/ft·h·F。例2近海天然氣凝析油傳輸管線.51PipePhase9.5管道信息insideDiam52PipePhase9.5例3近海凝析油收集網(wǎng)絡(luò)多相近海集氣網(wǎng)絡(luò)輸送凝析油到海岸處理設(shè)備，見(jiàn)下圖，有四個(gè)氣體收集平臺(tái)（A,B,C,D)和一個(gè)調(diào)壓平臺(tái)（E），一個(gè)5000馬力的壓縮機(jī)安裝在調(diào)壓平臺(tái)上。ABC平臺(tái)的天然氣要經(jīng)過(guò)E，兩條平行的管線連接調(diào)壓平臺(tái)和岸上設(shè)備。D點(diǎn)的凝析油直接流向平行管線，距離海岸32KM。所有平臺(tái)的流量等情況見(jiàn)下表。1.確定每一個(gè)平臺(tái)的操作壓力，設(shè)定岸上氣體處理的壓力是35.5bar。2.確定每一部分的液體持液量問(wèn)題描述：需完成的目標(biāo)：.52PipePhase9.5例3近海凝析油收集網(wǎng)絡(luò)53PipePhase9.5例3近海凝析油收集網(wǎng)絡(luò).53PipePhase9.5例3近海凝析油收集網(wǎng)絡(luò).54PipePhase9.5PlatformNameGasRate(103M3/HR)CGR(M3/MMSCM)A53016.8B51011.2C2680D8433.7流體性質(zhì)(對(duì)于A、B、C平臺(tái))GasSpecificGravity0.6CondensateSpecificGravity0.85流體性質(zhì)(對(duì)于D平臺(tái))GasSpecificGravity0.8CondensateSpecificGravity0.75壓縮機(jī)信息（E平臺(tái)）#ofStages1Power5000HPEfficiency80%傳熱信息水溫20℃岸上溫度30℃OverallU-Factor2.5Kcal·hr·m2·℃?zhèn)渥ⅲ海?）Dukler-Eaton-Flannigan壓降計(jì)算方法和此關(guān)系式適合這個(gè)低凝析油系統(tǒng)；（2）使用Taitel-Dukel-Dukler-Barnea估計(jì)流體流態(tài)，注意Dukler-Eaton-Flannigan不能預(yù)測(cè)壓降。例3近海凝析油收集網(wǎng)絡(luò).54PipePhase9.5PlatformNameGa55例4凝析油集輸管網(wǎng)PipePhase9.5問(wèn)題描述：

一凝析油區(qū)塊共有4口井（A、B、C、D），建立集氣管網(wǎng)如圖1所示，輸送氣體到集氣站，集氣站入口壓力要求是600psig。現(xiàn)增加5口新井，需要評(píng)估新增井對(duì)已存在的管網(wǎng)系統(tǒng)的影響。新管網(wǎng)示意圖如圖1，表1中給出了其他信息。需要確定：（1）確定新加入井之前，原來(lái)每口井的產(chǎn)量；（2）確定加入新井后，原來(lái)井流量的變化情況；（3）確定增加的總產(chǎn)量。提示：（1）采用凝析油模型；（2）Gray-Moody方程適用于凝析井，所以井中使用這個(gè)方程，地面管線使用Taitel-Dukler-Barnea方法，此為默認(rèn)值。.55例4凝析油集輸管網(wǎng)PipePhase9.5問(wèn)題描述：56PipePhase9.5例4凝析油集輸管網(wǎng).56PipePhase9.5例4凝析油集輸管網(wǎng).57PipePhase9.5TubingDataLinkLength(ft)Depth(in)ID(in)AtoJ1615055002.441BtoJ6635061002.441CtoJ8635059002.441DtoJ5645060002.441EtoJ3630059002.441FtoJ5630060002.441GtoJ1630060002.441HtoJ8640060002.441ItoJ4630060002.441WellDataTemperatureGradient1.4F/100ftWaterGravity1.02GasGravity0.65GondensateGravity55APISourceTemperature(F)Pressure(psig)GasFlowerate(MMscf/d)Condensate-GasRatio(CGR)Water-GasRatio(WGR)GasFlowEqutionParametersCoefficient(Mcfd)ExpoentA16515003(est)60020200000.89B17015203(est)60030210000.89C16915103(est)60010190000.89D16915153(est)60025220000.89E16615103(est)60010190000.89F16515153(est)60010190000.89G16515153(est)60010190000.89H16515153(est)60010190000.89I16515153(est)60010190000.89（1）儲(chǔ)油層和IPR數(shù)據(jù)是可靠的，設(shè)置的值為固定邊界條件；（2）Taitel-Dukler-Barnea圖用來(lái)檢測(cè)地面管流流態(tài)，Gray-Moody不預(yù)測(cè)流態(tài)。例4凝析油集輸管網(wǎng).57PipePhase9.5TubingDataLink58PipePhase9.5第6章關(guān)于管網(wǎng)收斂問(wèn)題.58PipePhase9.5第6章關(guān)于管網(wǎng)收斂問(wèn)題.59PipePhase9.5什么原因可能導(dǎo)致產(chǎn)生不收斂？